a comparison of morphological features of external genitals in four species of mole Scapanus latimanus,Condylura cristata,Parascalops breweri, anddurotrichus talpoides.

Krety o szerokich stopach samce i owłosione samce i samice moli mają kość (OS penis lub os łechtaczki) w obrębie zewnętrznych narządów płciowych. W badaniach na szczurach i myszach, tworzenie kości jest uważane za zależne od androgenów, przynajmniej w pewnym sensie. Penis os powstaje w wyniku mezenchymalnej kondensacji, która ossifies u noworodków samców myszy i szczurów (Murakami, 1984; Murakami and Mizuno, 1986; Murakami, 1986; 1987; Glucksmann et al., 1976). Co zaskakujące, penis os i łechtaczka os są obecne odpowiednio u samców i samic myszy typu dzikiego (Weiss et al., 2012; Glucksmann et al., 1976), a także u myszy niewrażliwych na androgeny xtfm/Y (Yang et al., 2010; Murakami, 1987). Sugeruje to, że początkowe tworzenie penisa os i łechtaczki os, jak również jego kostnienie jest niezależne od androgenów. Jednak penis OS dorosłych samców myszy jest około 6,5 razy dłuższy niż łechtaczka os (Weiss i wsp ., 2012). Tak więc postnatalny wzrost kości w zewnętrznych narządach płciowych jest zależny od androgenów (Glucksmann i Cherry, 1972; Glucksmann et al., 1976). Rzeczywiście, leczenie anty-androgenowe noworodków lub kastracja noworodków hamuje wzrost wielkości i zwapnienia prącia os, podczas gdy leczenie noworodków samic androgenami stymuluje wzrost łechtaczki os u szczurów i myszy (Glucksmann i wsp., 1976; Glucksmann and Cherry, 1972). Wnioskujemy, że wybitny penis os lub łechtaczka os wskazuje na działanie androgenów. W rozwoju mężczyzn źródłem androgenów są jądra, o których wiadomo, że wytwarzają androgeny podczas okresu płodowego, noworodkowego i dorosłego (Bloch, 1967; Bloch et al., 1971; Feldman i Bloch, 1978).

kluczową obserwacją jest brak prącia os i łechtaczki os u samców i samic gwiazdozębnych (posiadających ovotesty) i japońskich kretów ryjowych (pozbawionych ovotestów). Biorąc pod uwagę, że samce tych dwóch gatunków moli mają funkcjonujące jądra i rozwijają normalne męskie wewnętrzne narządy płciowe, brak tworzenia się kości w zewnętrznych narządach płciowych samców gwiazdozębnych i japońskich kretów ryjowych można wyjaśnić niepowodzeniem tworzenia prekursora kostnego, co, jak omówiono powyżej, jest zdarzeniem niezależnym od androgenów (przynajmniej u myszy). Brak prekursora kostnego może tłumaczyć brak prącia os i łechtaczki OS u kretów gwiaździstych i japońskich, co czyni androgeny (niezależnie od tego, czy pochodzą z jąder, czy z jajowodów) nieistotnymi dla tej cechy. Kret Europejski (Talpa europaea) ma ovotestis i posiada penisa os, ale status łechtaczki os u kobiet jest nieznany (Schultz et al., 2016). Status penisa os i łechtaczki os u innych gatunków europejskich kretów (Talpa occidentalis i Talpa romana) mających ovotestes nie został zgłoszony (Zurita et al., 2003; Matthews, 1935; Beolchini et al., 2000). Jeśli jednak brak kości w zewnętrznych genitaliach Japońskich pieprzyków zostanie odrzucony z tabeli 2, wówczas status wszystkich 4 cech zewnętrznych genitaliów u hairy-tailed i Japanese shrew moles jest zgodny z obecnością / brakiem ovotestes.

odległość Anogenitalna jest metryką, która zwiększa się od urodzenia do dorosłości wraz ze wzrostem wielkości zwierzęcia. Różnice płciowe w AGD można rozpoznać po urodzeniu u kilku gatunków, w tym u szczurów i myszy. Postnatalnie, męskie i żeńskie AGD rosną, ale utrzymują różnicę płci przez całe życie. AGD zwiększa się u mężczyzn w odpowiedzi na androgeny pochodzące z jąder płodowych i noworodkowych, co sugeruje wczesną wrażliwość regionu krocza na androgeny (Callegari et al., 1987; Hotchkiss et al., 2007b; Vandenbergh and Huggett, 1995; Godet, 1946; Hotchkiss and Vandenbergh, 2005; Hotchkiss et al., 2007a). Rzeczywiście, AGD zwiększa się u samic myszy, których pozycja wewnątrzmaciczna znajduje się między dwoma męskimi płodami, co sugeruje wyjątkową wrażliwość rozwijającego się krocza na androgeny(vom Saal et al., 1990). Wrażliwość regionu krocza na androgeny utrzymuje się w wieku dorosłym, ponieważ AGD pozostaje wrażliwa na androgeny u dorosłych szczurów(Mitchell et al., 2015) sugerując, że ostateczna AGD jest funkcją ekspozycji na androgeny od stadiów prenatalnych do dorosłych.

odległość Anogenitalna została zmierzona u trzech gatunków moli i odnotowano również występowanie mola Europejskiego (Matthews, 1935). Obecność lub brak owotestów w porównaniu z AGD nie jest zbieżny w odniesieniu do 3 gatunków moli w tabeli 2. Biorąc pod uwagę brak ovotestes u szerokostopich samic moles, oczekiwano, że AGD będzie większa u samców w porównaniu do samic. Jednak AGD u kretów szerokostopowych nie różnił się znacząco u samców i samic. Albo samice kretów szerokostopowych są narażone na działanie androgenów podczas rozwoju za pośrednictwem źródła innego niż owotesty matczyne lub płodowe, lub AGD nie jest wiarygodnym wskaźnikiem działania androgenów podczas rozwoju tego gatunku kretów. Tak więc, dla tych 3 gatunków moli (Tabela 2) korelacja między obecnością lub brakiem ovotestów i AGD nie jest spójna.

dymorfizm płciowy w długości wyrostka kroczowego (napletka) jest kolejną potencjalnie regulowaną przez androgeny cechą. W przypadku długości napletka korelacja między tym parametrem a obecnością lub brakiem jajotestów jest również słaba. Biorąc pod uwagę brak ovotestów u samic kretów szerokostopowych, oczekiwano, że długość napletka powinna być większa u samców w porównaniu z samicami. Jednak Długość napletka nie różniła się statystycznie u obu płci. Odwrotnie, u samic kretów z gwiazdozbiorem, które nie posiadają jajotestów, oczekiwano, że długość napletka powinna być równa u samców i samic, ale zamiast tego długość napletka była większa u samców i samic. Ten brak zgodności między obecnością lub brakiem jajotestów jako potencjalnego źródła androgenów a długością napletka rodzi pytanie, czy długość napletka jest niezależna od androgenów. Pomysł ten jest poparty danymi z hieny plamistej i analizą wielkości krocza wyrostka (napletka) myszy XTfm / Y, jak omówiono powyżej. Długość napletka (jak AGD) jest metryką, która zwiększa się proporcjonalnie w miarę wzrostu zwierzęcia, a zatem prawdopodobnie podlega regulacji wzrostu od urodzenia do dorosłości. Znaczny wzrost żeńskiego wyrostka kroczowego myszy (napletka) do rozmiaru dorosłego nie jest związany z innymi cechami zależnymi od androgenów, takimi jak zatrzymywanie i rozwój pochodnych Wolffa lub żeńskiej prostaty, co sugeruje, że poziom androgenów w zarodkach/noworodkach samic myszy jest nieoptymalny dla rozwoju męskich wewnętrznych narządów płciowych, niezależnie od tego, czy sposób ekspozycji na androgeny odbywa się poprzez lokalną dyfuzję z jąder (Przewód Wolffa) lub poprzez systemowe androgeny. Tak więc musimy przyjąć ideę, że długość napletka u samic kretów może być również niezależna od androgenów.

szczury i myszy faktycznie mają dwa prepuces (Blaschko et al., 2013; Sinclair et al., 2016a). Widocznym wyrostkiem krocza szczurów i myszy jest napletek zewnętrzny. Napletek kretów wydaje się być homologiczny z zewnętrznym napletkiem szczurów i myszy, o ile we wszystkich trzech grupach struktura ta tworzy obszerną przestrzeń mieszczącą penisa. Wewnętrzny napletek szczurów i myszy jest płatkiem skóry integralnej z penisem, konfiguracją podobną do ludzkiej (Blaschko et al., 2013; Sinclair et al., 2016a). Niedawno spekulowaliśmy, że zewnętrzny napletek chroni penisa, zapewniając czystość i chroniąc ten wrażliwy narząd(Sinclair et al., 2016b). Układ ten wydaje się być odpowiedni dla ssaków zbudowanych nisko nad ziemią, takich jak szczury, myszy, Krety i inne gatunki.

w niniejszym artykule ustaliliśmy punktację cech męskich na podstawie obecności u samców i braku u samic dziewięciu cech morfologicznych (patrz Rys. 6). Używając tej metryki, szerokie i owłosione męskie Krety wykazują wszystkie 9 cech męskich, podczas gdy męskie Krety gwiaździste i japońskie Krety ryjowe wykazują 8 z 9 cech męskich, brakuje tylko penisa os. Samice kretów wykazują szereg cech męskich: zero dla samic Japońskich kretów ryjówek (całkowita feminizacja) i różne stopnie męskości dla samic kretów szerokostopowych (punktacja 3), samic gwiazdozębnych (punktacja 4) i samic włochatych kretów (punktacja 5). Ocena cech męskich 4 i 5 u samic kretów gwiaździstych i włochatych oraz zero u samic ryjówek Japońskich koreluje z obecnością ovotestów u samic kretów gwiaździstych i włochatych oraz brakiem ovotestów u samic Japońskich ryjówek. Jednak Krety żeńskie szerokostopowe mają cechę męską wynoszącą 3, ale nie posiadają ovotestów. Interpretacja cech męskich u żeńskich kretów szerokostopowych jest dwojaka: a) albo istnieje alternatywne źródło androgenów, albo b) Dana cecha (duży rozmiar napletka, jak również ciało jamiste z tunicą albuginea) są niezależne od androgenów. Możliwość, że długość napletka jest przynajmniej częściowo niezależna od androgenów, została omówiona powyżej. Oczywiście, męski wynik cech jest złożoną metryką obejmującą wiele indywidualnych cech, które mogą różnić się wrażliwością na androgeny, a także w ich „oknie czułości programowania androgenów”.

podsumowując, brak jest zgodności pomiędzy wszystkimi 4 gatunkami moli pomiędzy czterema badanymi cechami morfologicznymi a obecnością/brakiem jajotestów. Dla każdej cechy występuje niezgodność u co najmniej jednego gatunku Kreta.

dogmat różnicowania płci przedstawiony przez josta jest taki, że androgeny odgrywają centralną rolę w rozwoju męskim. W obecności androgenów pojawia się męski wzór wewnętrznych i zewnętrznych narządów płciowych, podczas gdy w przypadku braku androgenów rozwija się żeński wzór (Jost, 1953; 1965). Chociaż pomysł ten jest poprawny i ma zastosowanie do rozwoju zewnętrznych narządów płciowych ludzi i wielu innych gatunków, inne mechanizmy są możliwe w takim stopniu, w jakim wykazano, że pewne aspekty rozwoju zewnętrznych narządów płciowych są niezależne od androgenów. Na przykład samica hieny plamistej (Crocuta crocuta) ma zwisającą łechtaczkę prącia podobną wielkością do penisa. Leczenie płodowych Hien plamistych za pomocą antyandrogennego koktajlu (flutamid plus finasteryd) ma minimalny wpływ na tworzenie i wzrost długości penisa i łechtaczki (Drea et al., 1998; Cunha et al., 2005). Podobnie gonadektomia szczeniąt hieny przedpokwitalnej ma minimalny wpływ na długość dorosłego penisa i łechtaczki (Glickman et al., 1998). Tak więc wzrost długości penisa i łechtaczki hieny plamistej jest niezależny od androgenów. Mimo, że samiec krocza przydatków i AGD są nieco większe u samców w porównaniu do samic, znaczny rozmiar krocza przydatków (napletek) u samic szczurów, myszy i kretów może być również niezależny od androgenów, jak omówiono powyżej. Biorąc pod uwagę niekompletny charakter literatury endokrynologicznej u kretów, trudno jest wywnioskować, czy wyjściowy rozmiar żeńskiego napletka jest zależny od androgenów lub niezależny od androgenów, nawet jeśli rozmiar napletka u dorosłych samic myszy wydaje się być niezależny od androgenów na podstawie badania myszy zmutowanych receptorem androgenowym.

porównując cztery gatunki kretów zbadane w niniejszej pracy, stopień zgodności z owotestami jest najwyższy dla kretów włochatych i najniższy dla kretów szerokostopowych. W rzeczywistości kret włochaty jest jedynym gatunkiem wykazującym całkowitą zgodność z ovotestami, mimo że pomiary AGD nie były możliwe (Tabela 2). Koncentrując się na kości w zewnętrznych narządach płciowych, jest prawdopodobne, że istnieją wydarzenia w grze inne niż status androgenów. Kluczową obserwacją jest brak penisa os u samców gwiazdozębnych i japońskich kretów ryjowych, a także brak łechtaczki os u samic gwiazdozębnych, które mają ovotestes. Jeśli jednak brak kości w zewnętrznych narządach płciowych Japońskich ryjówek jest spowodowany niepowodzeniem tworzenia prekursora kostnego, jak omówiono powyżej, to brak penisa os w japońskich ryjówkach można odrzucić z tabeli 2. W związku z tym status zewnętrznych cech genitaliów u kretów włochatych i japońskich byłby zgodny z obecnością/brakiem ovotestów.

długość napletka jest cechą z największą niezgodnością z obecnością lub brakiem jajotestów, podnosząc możliwość, że długość napletka nie jest regulowana androgenowo u samic szerokostopowych i gwiaździstych kretów, jak omówiono powyżej. Nie możemy wykluczyć możliwości, że androgeny pochodzące z jajników mogą regulować długość napletka u kretów włochatych, podczas gdy zmniejszoną długość napletka u samic Japońskich kretów ryjówek można przypisać braku jajników.

wreszcie, tworzenie i regulacja wzrostu wyrostka kroczowego (napletka) może być zależna od androgenów lub niezależna od androgenów i może się różnić w zależności od gatunku. Precedensem dla tego pomysłu są hieny, u których brązowe hieny, hieny w paski i aardwolfy wykazują „standardowy” dymorfizm płciowy zewnętrznych genitaliów (Wells, 1968; Ewer, 1973), podczas gdy żeńskie hieny plamiste wykazują głęboko zamaskowane zewnętrzne genitalia z obwisłą łechtaczką prącia podobnej wielkości do penisa (Cunha et al., 2014). Tak więc regulacja rozwoju i wzrostu zewnętrznych narządów płciowych (wielkości, jak również cech wewnętrznych) może być radykalnie różna między gatunkami w ramach tej samej grupy filogenetycznej. Shinohara i wsp. wykazali, że 12 rodzajów talpid, które badali, można podzielić na 7 kladów (Shinohara i wsp., 2003). Krety włochate (Parascalops breweri) i szerokoskrzydłe (Scapanus latimanus) zamieszkują silnie skamieniały Klad Ameryki Północnej. Krety gwiaździste (Condylura cristata) zamieszkują wodno-fossorialny Klad Ameryki Północnej, a Krety Japońskie (Urotrichus talpoides) zamieszkują pół-fossorialny Klad Japoński. W związku z tym oczekuje się, że gatunki należące do tego samego kladu wykazywałyby podobne cechy (obecność lub brak jajotestów, długość napletka, AGD, kości i/lub cech męskich), podczas gdy gatunki należące do różnych kladów mogą wykazywać różnice w tych cechach u samic. W związku z tym oczekuje się, że samice Kreta o szerokich stopach i owłosionych ogonach (w obrębie tego samego kladu) będą wykazywały podobne cechy. Tak nie jest. Krety włochate mają owotesty, Krety szerokostopowe nie, i istnieją duże rozbieżności w długości napletka (uniesienie krocza), długości penisa/łechtaczki i męskiego wyniku cech u tych dwóch gatunków (Tabela 2). Co ciekawe, samica Kreta włochatego ma os łechtaczkę, wolny dystalny czubek łechtaczki i ovotestes, podczas gdy blisko spokrewniona samica Kreta szerokoogonowego nie ma wszystkich 3 CECH. Być może utrata ovotestów u samicy Kreta szerokoogonkowego wiąże się z utratą pozostałych 2 cech męskich. Włochate i japońskie Krety ryjowe zamieszkują oddzielne klady i można oczekiwać, że będą wykazywały wyższy stopień rozbieżności w cechach, co ma miejsce. Samice Kreta szerokolistnego i japońskiego, zamieszkujące oddzielne klady, oba nie posiadają ovotestów, a jednocześnie wykazują wysoki stopień dywergencji cech. Krety gwiaździste i szerokolistne, również w różnych kladach, wykazują umiarkowany stopień zbieżności cech. Tak więc powinowactwo filogenetyczne jest słabym predyktorem dla większości cech w obrębie zewnętrznych narządów płciowych Kreta.